气相CdCl2退火对CdTe多晶薄膜性能的影响

利用近空间升华法在Ar O2气氛下沉积了CdTe多晶薄膜,并在气相CdCl2氛围下进行了不同温度的退火,对样品进行了厚度、XRD、SEM、透过谱,σ-T等性能测试,结果表明:退火后CdTe多晶薄膜在(111)面上仍具有择优取向,退火能使晶界钝化,增加再结晶并促进晶粒长大;但对薄膜的透过率没有影响,退火后,暗电导(σdark)增加,电导激活能(Ea)减少.得到了最优化的退火条件.     

具有复合背接触层的 CdTe多晶薄膜太阳电池

为了提高CdTe太阳电池的背接触性能,用共蒸发法制备了ZnTe：Cu和Cd1-xZnxTe多晶薄膜。研究结果表明：Cd1-xZnxTe多晶薄膜的能隙与锌含量呈二次方关系,ZnTe：Cu多晶薄膜能隙随着掺Cu浓度的增加而减小。分别用ZnTe／ZnTe：Cu和Cd1-xZnxTe／ZnTe:Cu复合膜作为背接触层,既能修饰异质结界面,改善电池的能带结构,又能防止Cu原子向电池内部扩散。因此获得了面积0．502cm^2,转换效率为13．38％的CdTe多晶薄膜太阳电池。     

电子束蒸发制备CdS多晶薄膜及性质研究

采用电子束蒸发工艺在普通玻璃衬底上制备了硫化镉(CdS)多晶薄膜,研究了不同衬底温度对薄膜结构、表面形貌及光透过率的影响.测试结果显示:(1)不同衬底温度下沉积的CdS薄膜均呈现了〈002〉晶向的高度优势生长,属于六方相结构.随着衬底温度的升高,还逐渐出现了〈103〉、〈004〉、〈105〉等六方晶向;(2)CdS多晶薄膜表面连续,致密性好,且晶粒大小随着衬底温度的升高而增大;(3)低温下制备CdS薄膜吸收谱有较宽的吸收边,随着衬底温度的升高,吸收曲线趋于陡直.制备样品在550nm波段后的平均透过率都超过70%,符合作为CdTe太阳电池的窗口层.     

近空间升华沉积CdTe多晶薄膜过程的研究

研究了近空间升华（CSS）沉积CdTe多晶薄膜的物理机制,测量了近空间沉积装置内的温度分布,分析了升温过程、气压与薄膜的初期成核的关系,优化了升温过程,在此基础上制备出了转换效率优良的结构为SnO2：F／CdS／CdTe／Au的串联集成太阳电池。同时结果表明：近空间升华制备TdTe多晶薄膜的物理过程主要是,Cd代升华前升温,Cd代源升华分解为Cd、Te2, Cd、Te2在衬底上化合沉积以及衬底上的CdTe反升华等过程。在正常的近空间升华过程中,CdTe的蒸汽压远小于保护气体的气压。后者对对成核的晶粒方向几乎没有影响,但它通过改变分子平均自由程来影响Cd、Te2分子的扩散,从而影响薄膜的生长速率。     

大面积CdTe多晶薄膜的制备及其性能

通过研究大面积CdTe多晶薄膜沉积的升温过程,并调节石墨群边改进加热灯管的分布获得了较均匀的温场,在混合氩氧气氛下,用自行设计制造的近空间升华系统制备出了面积为300 mm×400 mm的大面积CdTe多晶薄膜,利用XRD、SEM研究其结构、成分和形貌,结果表明:CdTe薄膜呈(111)择优取向,且薄膜总体致密均匀,晶粒大小约为1 μm左右.用此大面积CdTe薄膜的不同部分制备的CdS/CdTe/ZnTe:Cu小面积太阳电池效率相差不大,说明薄膜的均匀性较好.     

CdS多晶薄膜的制备及性质研究

分别采用近空间升华法和电子束蒸发法在透明导电玻璃和普通载玻片上制备了硫化镉(CdS)多晶薄膜.对制备样品的表征结果表明:(1)两种方法制备样品都沿(002)晶向择优生长,属于六方相多晶结构,但择优取向度不同;(2)CdS薄膜表面连续而致密,粒径均匀,但两种工艺制备样品的S:Cd原子比有较大差异;(3)CdS薄膜的光能隙在2.39～2.44eV之间,电子束蒸发制备样品光能隙稍小.分析认为,两种方法制备样品的上述差异可能与衬底温度、沉积时间及成膜机制的不同相关.     

离子束溅射制备CdS多晶薄膜及性能研究

采用离子束溅射的方法在玻璃衬底上制备CdS多晶薄膜,研究了沉积过程中基底温度(100～400℃)与薄膜厚度(35～200nm)对其微结构与光电性能的影响。结果表明,不同基底温度下制备的CdS薄膜均属于六方相多晶结构且具有(002)择优取向生长特征;随着基底温度的升高,(002)特征衍射峰强度增加,半高宽变小相应薄膜结晶度增大,有利于颗粒的生长;分析CdS薄膜的光谱图线可知,薄膜在可见光区平均透射率高于75%,光学带隙值随着基底温度升高而增大(2.33～2.42eV)且薄膜电阻高达109Ω;在基底温度为400℃条件下制备不同厚度的CdS薄膜,发现(50～100nm)较薄的CdS薄膜具有较为明显的六方相CdS多晶薄膜结构、较优光学性能和高电阻值,满足CIS基太阳电池中缓冲层材料的基本要求。     

含氯气氛退火对CdTe薄膜性质影响的交流阻抗研究

对近空间升华制备的CdTe薄膜进行了CdCl2气氛下热处理。测量了样品在室温下的交流阻抗特性,基于恒相位角元件（CPE）等效电路拟合所测量的复阻抗谱,分析了退火工艺对CdTe薄膜的晶粒体电阻、晶界电阻、弛豫时间的影响。结果表明,随退火温度的增加,晶粒电阻增大,晶界电阻减小,弛豫时间缩短。     

磁控溅射法制备CdS多晶薄膜工艺研究

采用磁控法制备了CdS薄膜,研究工艺参数对样品沉积质量、沉积速率及晶体结构的影响。实验发现,在不同衬底上制备CdS薄膜时需要采取不同的后续工艺措施以获得较好的沉积质量。同时,制备样品的沉积速率随衬底类型、衬底温度、溅射功率及溅射气压的变化而变化。讨论并给出了工艺参数对上述实验结果的影响机制。X射线衍射谱显示,制备样品是六方和立方两种晶型的混合,沿(002)和(111)晶面择优取向生长。随溅射功率的增大和衬底温度的升高,两种晶型互相竞争生长并分别略微占优势。当溅射功率增大到200 W,衬底温度升高到200℃时,占优势晶型消失,薄膜择优取向特性变得更好。此外,随着溅射气压的增大,样品结晶质量下降,在0.5 Pa时呈现明显非晶化现象。     

用大面积CdTe多晶薄膜制备太阳电池

在制备有SnO2:F透明导电膜和CdS的衬底上,用自行设计的设备,通过调节加热灯管的分布获得了较均匀分布的温场,制备了300 mm×400 mm的大面积多晶CdTe薄膜.经XRD和AFM分析,制备的CdTe多晶薄膜均匀致密,呈(111)择优取向.将薄膜分成小块,做成结构为CdS/CdTe/ZnTe/ZnTe:Cu的小面积太阳电池.经测试,薄膜各部分的制作的电池性能相近.     

影响硫化镉/碲化镉性能的关键制备技术探讨

CdTe多晶薄膜具有接近理想光谱响应状态的禁带宽度(1.45eV)和高达10-5cm-1的光吸收系数,是较具前途的光伏材料,而CdTe薄膜太阳能电池由于具有低的制造成本和高的转换效率,使其成为最具发展前途的薄膜太阳能电池。CdS和CdTe膜层的质量对CdTe薄膜太阳能电池的性能有很大影响,如何完善CdS和CdTe的制备技术,获得高质量的膜层,引起了广泛关注。笔者综述了影响CdS和CdTe质量的关键制备因素,提出了一些新的制备方法。     

掺Sb-CdTe薄膜的结构及其光学特性研究

用真空蒸发技术在玻璃衬底上获得了掺杂Sb的CdTe薄膜 ,薄膜为立方晶系结构 ,具有沿 [111]晶向的择优取向。薄膜为p型呈高阻状态 ,在可见光范围内透过率很低。研究了不同掺杂浓度下薄膜的性质 ,并在不同条件下对薄膜进行热处理 ,研究了热处理对薄膜的影响     

Plasticity and Interfacial Dislocation Mechanisms in Epitaxial and Polycrystalline Al Films Constrained by Substrates

Stresses in epitaxial and textured Al films were determined by substrate-curvature measurements.It was found that in both cases the flow stresses increase with decreasing film thickness.The flow stresses in the epitaxial Al films are in agreement with a dislocation-based model,while the same model strongly underestimates the flow stresses of textured Al films.In-situ transmission electron microscopy studies indicate that dislocations channeling through epitxial Al films on single-crytalline(0001)α-Al2O3 substrates frequently deposit dislocation segments adjacent to the interface.Furthermore,the Al/α-Al2O3 interface of textured Al films on oxidized sillicon substrates is between the crystalline Al and the amorphous SiOx interlayer.It is speculated that the different nature of the interfaces changes dislocation mechanisms and thus influences the flow stresses.     

杂质分布对多晶硅薄膜电性能的影响

报道了多晶硅薄膜的制备方法及光生截流子在多晶硅晶界区域的收集、复合情况，并采用剖面分析方法研究了杂质的分布对多晶硅薄膜太阳电池电性能的影响。     

近距离升华制备CdTe掺Te薄膜的结构与电性能研究

采用近距离升华(Close-Spaced-Sublimation,CSS)技术制备CdTe及掺Te薄膜.并利用XRF、XRD、SEM及Hall系统研究了其含量、结构、表面形貌和电性能.结果表明,CSS技术制备的CdTe薄膜晶形好,晶粒度较RF方法制备的薄膜增大约100倍.Te掺入CdTe薄膜后,改变了CdTe膜的结晶特性,适当掺入Te可以促进CdTe晶格的生长,并导致Cdrre膜晶格常数变大.薄膜面电阻率降低,面载流子浓度增大,以及载流子迁移率的增大,表明掺杂Te后CdTe膜的电导性能大大改善.     

水热处理对ZnO薄膜微结构及光学性能的影响

基于溶液工艺和水热处理制备了ZnO薄膜。采用椭圆偏振光谱分析仪,原子力显微镜,X射线衍射仪研究和分析了水热处理温度对薄膜的微观形貌,光学特性,晶体结构的影响。实验结果表明,水热处理温度由110℃升高到130℃,薄膜光学带隙由3.19eV增大到3.31eV,而薄膜表面粗糙度从19.3nm降到12.9nm。然而,当处理温度超过140℃后,与130℃下处理的膜相比质量显著劣化。此外,130℃下水热处理的膜与500℃下高温退火的膜对比表明水热法有相似的光学特性,同时,XRD分析表明水热处理能改善晶体特性。证明了利用水热处理能够极大地降低溶液法制备ZnO薄膜所需的退火温度。     

退火诱导MgZnO薄膜(220)晶向晶化性质的研究

采用激光脉冲沉积法(PLD)在石英玻璃上成功制备了一系列MgZnO薄膜。并通过选用高Mg含量的靶材,成功将薄膜的吸收边调节至极紫外区域(200～280nm),经计算MgZnO薄膜的带隙高达5.46eV。进一步研究这种高Mg含量的MgZnO薄膜的结构特性,对薄膜进行了热退火处理,并首次观察到依赖于退火温度变化的(220)取向衍射峰的变化。     

硫化温度对CuInS2薄膜微结构和光学性能的影响

采用磁控溅射法在玻璃衬底上沉积Cu-In合金预置膜,采用固态硫源在N2气氛下硫化热处理的方法制备了CuInS2薄膜。研究了硫化温度对CuInS2薄膜的晶相结构、表面形貌和光学带隙等性能的影响。采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、紫外-可见光谱(UV-Vis)等测试手段对薄膜的晶相结构、表面形貌、光学性能进行了表征。结果表明,Cu-In合金预置膜经550℃硫化热处理20min可制备出黄铜矿结构的CuInS2薄膜,并具有(112)面的择优取向,所制备的CuInS2薄膜晶粒粒径约为1μm,光学带隙为1.51eV。